Ученые из геофизической лаборатории института Карнеги обнаружили, что минералы, спрессованные сильным давлением вблизи земного ядра, почти полностью теряют свою способность пропускать инфракрасное излучение.
Кристаллы магнезита - достаточно распространенного в недрах Земли материала - могут пропускать инфракрасное излучение при атмосферном давлении. Но при давлении, которое в несколько сотен тысяч раз превышает давление на уровне моря, кристаллы начинают поглощать инфракрасное излучение, препятствуя распространению тепла.
Геофизики Александр Гончаров и Виктор Стружкин из института Карнеги сжимали кристаллы магнезита, используя алмазную наковальню – специальную камеру с двумя искусственными алмазами, с помощью которой можно создавать огромные давления. Затем ученые просвечивали кристаллы и измеряли длины волн на выходе. К своему удивлению они обнаружили, что сжатые кристаллы поглощают большую часть излучения в инфракрасном диапазоне.
«Распространение тепла в глубинах Земли играет важную роль в динамике, структуре и эволюции планеты», - поясняет Гончаров. Существуют три основных механизма, с помощью которых тепло переносится в недрах Земли. Это теплопроводность – передача тепла от одного материала к другому или от одной области другой. Излучение – передача энергии с помощью инфракрасных лучей. Конвекция - перемещение нагретого вещества.
Магнезит – второй по распространенности минерал в нижней мантии. Так как он не способен хорошо проводить тепло при высоких давлениях, минерал может образовывать изолирующие области вокруг большей части земного ядра. Если это действительно так, то излучение не участвует в отводе тепла от ядра, и значит, главную роль в этом процессе играют теплопроводность и конвекция.
Ученые еще не могут точно сказать, как это исследование повлияет на геофизику глубин Земли. Однако большинство научных знаний о процессах, проходящих в недрах нашей планеты, основана на моделях теплопередачи. По мнению авторов открытия, результаты проведенных исследований ставят большинство из них под сомнение.
